Team der Hochschule Karlsruhe knackt mit selbst entwickeltem Brennstoffzellen-Fahrzeug erstmals 1000-km-Marke
High Efficiency Karlsruhe erreicht ausgezeichneten 5. Platz beim Shell
Eco-marathon in Polen
Viele kleine technische Verbesserungen beispielsweise beim
Wasserstoffsystem, beim Antriebsmodul und bei der Elektronik des Fahrzeugs
bescheren dem Projektteam High Efficiency Karlsruhe gegenüber dem Vorjahr
eine um ca. 33 % größere Reichweite und ermöglichen so einen neuen
Hochschulrekord für energieeffizientes Fahren.
Nach vier Jahren Pause war das studentische Team der Hochschule Karlsruhe
(HKA) 2024 erstmalig mit einem neu entwickelten Brennstoffzellenantrieb
beim Shell Eco-marathon in Frankreich an den Start gegangen. Nun konnte es
für die aktuelle Saison Optimierungspotenziale ausschöpfen und in der
immer stärker werdenden Wettbewerbsgruppe der brennstoffzellengetriebenen
Prototypenfahrzeuge (14 teilnehmende Teams, davon 9 mit gültigem
Wertungslauf) beim Wettbewerb Shell Eco-marathon in Polen überzeugen. Mit
407 km Reichweite pro Kubikmeter Wasserstoff (ca. 90 Gramm) oder
umgerechnet 1237 km mit der Energie eines Liters Benzin wurden die
Ergebnisse des letzten Jahres (305 km bzw. 925 km) deutlich übertroffen.
Das HKA-Team konnte sich mit dem 5. Platz im oberen Mittelfeld behaupten.
Unter Berücksichtigung der Resultate aus den Shell Eco-marathon-
Wettbewerben in Amerika und Asien gehört das Fahrzeug der Hochschule
Karlsruhe daher aktuell zu den weltweit zehn energieeffizientesten dieser
Klasse.
Der Shell Eco-marathon Europe & Africa 2025
Der einwöchige Wettbewerb in Polen bestand aus insgesamt sechs
Wertungsfahrten, die nach der technischen Inspektion und der so erreichten
Zulassung für Fahrten auf der offiziellen Rennstrecke des Silesia-Rings
und mehrerer Testläufe zur finalen Abstimmung des Fahrzeugs absolviert
werden konnten.
Nachdem die ersten Wertungsläufe mit 391 und 407 km/m3 bereits sehr
erfolgreich waren, traute sich das Team mit dem Einbau einer größeren
Brennstoffzelle (500 W) und einer anderen Getriebeabstimmung ein größeres
Risiko zu. Dies führte jedoch nicht zu den gewünschten Resultaten,
lieferte aber wichtige Erkenntnisse für die Entwicklungsschritte für die
nächste Saison. Für die beiden letzten Wertungsläufe wurde wieder auf die
ursprüngliche Konfiguration zurückgegriffen und stattdessen mit kleineren
Veränderungen in der Fahrzeugabstimmung experimentiert. Dabei zeigte sich,
dass der neue, variabel einstellbare Spannmechanismus für das
Riemengetriebe offenbar einen deutlich größeren Einfluss auf die Effizienz
des Gesamtsystems hat, als man zuvor angenommen hatte.
Sponsoren
Insgesamt war das HKA-Team auch aufgrund der erreichten Steigerungen
gegenüber dem Vorjahr sehr zufrieden mit dem Resultat beim diesjährigen
Wettbewerb. „Es zeigte sich“, so Dr. Volker Hirsch, betreuender Professor
des Projekts an der Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik, „dass es
auch mit einem eher kleinen Budget aus überwiegend Spenden und
Sponsoringgeldern möglich ist, den Anschluss an erfahrenere und besser
ausgestattete Teams herzustellen. Daher bedankt sich das Team High
Efficiency Karlsruhe an dieser Stelle sehr bei seinen zahlreichen
Unterstützern.“
Wie geht‘s weiter?
Zukünftige Entwicklungsaktivitäten bei High Efficiency Karlsruhe werden
sich damit befassen, die gerade identifizierten Optimierungspotenziale
weiter auszuschöpfen und neue Möglichkeiten zur weiteren
Effizienzsteigerung des Fahrzeugs zu finden. Im Vordergrund steht unter
anderem die Entwicklung und Herstellung einer neuen, aerodynamisch weiter
verbesserten, deutlich gewichtsreduzierten und gleichzeitig sehr
kostengünstig herstellbaren Karosserie aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen
sowie eines selbst entwickelten und auf die Wettbewerbsbedingungen
angepassten Motorcontrollers. Außerdem existieren Ideen, das Fahrzeug mit
einem CAN-Bus zur Kommunikation zwischen den zahlreichen elektronischen
Komponenten auszustatten und die Effizienz der Brennstoffzelle selbst zu
verbessern.
Und wer kann mitmachen?
Das derzeit etwa 20-köpfige Projektteam aus Studierenden aller
Fachrichtungen der Fakultäten für Maschinenbau und Mechatronik sowie
Elektro- und Informationstechnik sucht zur Bewältigung dieser
anspruchsvollen Aufgaben stets neue Mitglieder und Fahrer:innen und freut
sich über jedes Interesse und jede Bewerbung. Die Mitarbeit in dem Projekt
kann als Studienleistung in Form von Projektarbeit, Forschungs- und
Entwicklungsprojekt oder als Abschlussarbeit (Bachelor/Master) anerkannt
werden. Selbstverständlich ist auch jede andere Mitarbeit sehr willkommen.
Bei Interesse und für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an den
Projektbetreuer Prof. Dr.-Ing. Volker Hirsch (
Zum Schluss noch ein paar technische Daten
Das Fahrzeug ist mit einem kohlefaserverstärkten Chassis ausgestattet und
wiegt ohne Fahrer:in ca. 48 kg. Angetrieben wird es über eine
wasserstoffgespeiste Brennstoffzelle der Fa. Baltic Fuel Cells mit einer
Ausgangsleistung von bis zu 300 W. Diese liefert die elektrische Energie
für den hocheffizienten 200 W-Gleichstrommotor der Fa. Maxon, der über ein
Flachriemengetriebe das Hinterrad des Fahrzeugs antreibt. Für den normalen
Fahrbetrieb während des Wettbewerbs (ca. 25 km/h) werden aber nur etwa 80
W elektrische und ca. 65 W mechanische Leistung benötigt. Das Fahrwerk des
Fahrzeugs besteht beinahe ausschließlich aus handelsüblichen und
hochwertigen Fahrradkomponenten (Laufräder, Bremsen) sowie aus selbst
entwickelten Aluminium- und Kunststoffbauteilen (Radaufhängung, Lenkung).
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